Aspecte generale. Defini ţii.users.utcluj.ro/~dtl/TF/Cursuri/Curs_1.pdf · un canal de transmisie...

Curs 1Vedere de ansamblu asupra

reţelelor digitale de telefonie fixă.Aspecte generale. Definiţii.

Zsolt Polgar

Communications Department

Faculty of Electronics and Telecommunications,

Technical University of Cluj-Napoca

Conţinutul cursului

� Vedere de ansamblu asupra reţelei de telefonie fixă;� Aspecte de bază privind tehnicile de comutaţie;� Reţele IDN şi evoluţia spre ISDN;� Termeni şi definiţii uzuale în descrierea reţelelor de

telefonie fixă;

An universitar 2015 – 2016Semestrul II

Telefonie 2

Vedere de ansamblu

� Reţeaua telefonică; � este o reţea de comunicaţii specializată pentru transmiterea vocii;� parametrii reţelei sunt adaptaţi serviciului oferit;

� benzi de frecvenţă;� procesări de semnal;� întârzieri;

� reţeaua trebuie să asigure transmiterea semnalului vocal între oricare doi sau mai mulţi abonaţi cu o anumită calitate a serviciului:� raport semnal/zgomot;� nivel perturbaţii;� întârzieri;� aşteptare la conectare;� probabilitate de rejecţie a conexiunii;


Telefonie 3

Vedere de ansamblu� Arhitectura generală a unei reţele telefonice digitale clasice;


Telefonie 4

⊗

⊗C

⊗

⊗ ⊗

⊗ ⊗

⊗(8 ) (7 )

(8 ) (7 )

A µ

A µ

⊗ ⊗centra lă loca lă cen tra lă d e tran zit PB X co n v erto r A /D m u ltiplexo r con centrato r convertor cod 7 b iţi / 8 biţi lege A / lege µµµµ

C A µ

(8 ) (7 )

Vedere generală� Elementele unei reţele de telefonie clasice:

� terminalul de abonat:� asigură preluarea semnalului vocal;� realizează conversia în semnal analogic sau digital;� realizează conectarea la reţeaua de acces;

� reţeaua de acces analogică sau digitală:� permite accesul în reţea;� asigură telealimentarea şi semnalizările către şi de la abonat;� poate asigura şi multiplexare în anumite situaţii;

� reţeaua de comutaţie locală şi de tranzit analogică sau digitală:� asigură realizarea conectivităţii între oricare doi sau mai mulţi abonaţi;

� reţeaua/sistemul de transport analogică sau digitală între punctele de comutaţie locale şi de tranzit:� asigura transmiterea fluxurilor de date între punctele de comutaţie şi

multiplexarea acestora pe canale de bandă largă;


Telefonie 5

Aspecte de bază privind comutaţia� Structura/arhitectura de principiu a unei centrale telefonice;


Telefonie 6

C om u taţie În tr eţ ine re - taxare

In terfeţe d e a cces

Proc esoa re

M agis tr ală de m esa je

Mo dule între ţin er e. C ontro lere In-O ut

Co ntrolere

linii

Con trolere

trunchiuri

C on tr olere

l inii digitale

Pro ceso r

cen tr a l

Matrice d e

com u ta ţ ie

Proc esoa re p entr u ap licaţ ii sp eciale

Aspecte de bază privind comutaţia

� Modulul de comutaţie (schemă bloc) a unei centrale locale;� Matricea de comutaţie are număr limitat de intrări şi ieşiri;

� numărul de abonaţi este de regulă mai mare (mult mai mare) decât numărul de intrări în matricea de comutaţie;� este necesară utilizarea unor concentratoare;

� Modulul de comutaţie a unei centrale de tranzit nu necesită concentrator;� nr. linii in / out este egal cu numărul de intrări / ieşiri ale matricei

de comutaţie;An universitar 2015 – 2016Semestrul II

Telefonie 7

Concentrare ExpandarePreselecţie şi comutare

Linii abonat

Trunchiuri ieşire

Trunchiuri intrare

Matrice de comutaţie ConcentratorConcentrator


� Structura tipică a unui apel:� Detecţia cererii serviciului;� Conexiune de apel – transmiterea numărului;� Rutare prin reţea;� Conexiune de transmitere a semnalului de

sonerie şi detectarea răspunsului;� Conexiunea de convorbire;� Procedura de taxare (dacă este necesară);� Deconectarea părţilor implicate în apel;


Telefonie 8


� Definiţie trunchi de telecomunicaţii în telefonie:� un canal de transmisie de sine stătător între două puncte care sunt

centre sau noduri de comutaţie sau ambele;� un circuit între panouri de comutaţie sau echipamente de comutaţie,

diferite faţă de circuitele dintre echipamentele de comutaţie din centrale sau dintre echipamentele ce procesează informaţia;

� Notă: Trunchiurile se utilizează pentru a interconecta comutatoare (publice sau private) pentru a forma reţele;

� LATA (“Local Access and Transport Area”) – aria geografică care reprezintă domeniul unui provider (de telefonie) local;


Telefonie 9


� Funcţiile unei centrale locale:� Conectarea utilizatorilor la reţea;� Asigură ton de apel, sursă de alimentare şi semnal de apel;� Asigură numerotaţia utilizatorilor conectaţi la ea;� Conectează linii la linii sau linii la trunchiuri;� Are facilităţi de taxare;

� Funcţiile unei centrale de tranzit:� Conectează centrale locale şi de tranzit;� Conectează trunchiuri cu trunchiuri;� Asigură semnalizarea necesară conexiunilor de trunchi;� Are facilităţi de taxare;


Telefonie 10

Aspecte de bază privind comutaţia� Comutare locală şi de tranzit – schemă de bază;


Telefonie 11

Gateway reţea

internaţională

Centrală tranzit

(Carrier Toll Office)

InterLATA

Centrală tranzit

IntraLATA Centrală tranzit

IntraLATA

Centrală locală

(End Office)

Centrală locală

(End Office)

Centrală locală

(End Office)

Centrală locală

(End Office)

Trunchiuri

Bucle

abonat

Trunchiuri Trunchiuri

Bucle

abonat Bucle

abonat Bucle

abonat

Trunchiuri

Tandem/IntraLATA

Toll Office

Tandem/IntraLATA

Toll Office

Reţele IDN telefonice

� IDN (“Integrated Digital Network”);� Reţea de transmisie digitală consacrată transmiterii unui anumit

tip de semnal;� termenul “integrat” se referă la caracterul comun al tehnicilor digitale utilizate

în sistemele de transmisie, comutaţie, multiplexare;� prelucrările cerute de o reţea de telecomunicaţii.

� IDN telefonic; caracteristici:� Codarea semnalelor vocale cu ajutorul modulaţiei impulsurilor în

cod (PCM) la debitul de 64kbps;� această metodă de codare se aplicat atât în sistemul de transmisiune cât şi

în cel de multiplexare;� există deosebire între multiplexarea PCM şi multiplexarea digitală, la nivel de

bit;


Telefonie 12


� Exemplu tipic de sistem multiplexare şi transmisie digitală:


Telefonie 13

MUX

PCM

MUX

PCM

COMUTA-TOR PCM

MUX

DIGI-

TAL

MUX

DIGI-

TAL

MUX

DIGI-

TAL

MUX

DIGI-

TAL

MUX

PCM

MUX

PCM

COMUTA-TOR PCM

LT LT LT LT

64kbps 2Mbps 8Mbps 34Mbps 34Mbps 8Mbps 8Mbps 2Mbps 64kbps

Linie digitală

(cablu)

Legătură radio

digitală

Reţele IDN telefonice� Schema de principiu a unei reţele IDN telefonice;


Telefonie 14

centru

management

reţea

DTE DCE

CP CP

CP

CP

CP

NMC

terminal voce

bucle abonat

comutator

localinterfaţă linii

interfaţă

DTE/DCE

legături

semnalizare

comutator

de tranzit

procesor

de control

punct transfer

semnalizare

circuite

(trunchiuri)

DCE – echipament de comunicaţii de date

DTE – echipament terminal de date

Reţele IDN telefonice� Caracteristici principale IDN telefonic:

� Comutaţie de circuite;� interconexiuni de intrare-ieşire la 64kpbs;

� comutaţia de circuite (cu lărgimi de bandă standardizate) rezolvă problema alocării resurselor în reţele extinse (globale);

� semnale multiplexate în timp la viteze de bit mai mari sau egale cu cele primare – 2048kbps (E1), 1544kbps (T1);

� Comutatoarele locale sunt compuse din etajele de abonat (rol de interfaţă şi concentrare) şi etajele de grup (rol de distribuţie); comutatoarele interurbane sunt compuse din etaje de grup;

� Circuitele trunchi sunt asigurate de căi de 64kbps;� Echipamentul multiplex PCM şi cel de comutaţie funcţionează

sincron conform cu o frecvenţă comună de referinţă a reţelei;� trebuie să fie implementată o distribuţie a tactului conform cu o strategie de

sincronizare a reţelei;


Telefonie 15


� Centralele sunt controlate de programe software memorate în unitaţi de prelucrare fiabile;

� Informaţia de control al apelului (semnalizare) este schimbată între centrale printr-o reţea de semnalizare cu canal comun (CCS – “Common Channel Signaling”); � reţeaua CCS este o reţea de comunicaţii între calculatoare care foloseşte

tehnici de comutaţie a pachetelor pentru a transfera mesaje de semnalizare între calculatoarele de control al centralelor;

� comutatoarele CCS se numesc puncte de transfer-semnalizare (STP-”Signaling Transfer Points”);

� comutaţia de pachete folosită în reţelele CCS este orientat pe datagrame (DG) � DG este un mesaj care conţine în antetul său adresele centralei emiţătoare şi a

celei receptoare şi poate fi îndrumată prin reţea ca un mesaj singur;� datagramele ce aparţin unei singure tranzacţii de semnalizare între centrale sunt

îndrumate pe o singură cale prin reţeaua CCS;


Telefonie 16

IDN de date

� Aplicaţiile de date se pot clasifica conform cu activitatea terminalului pe durata unui apel:� fracţiunea de timp în care terminalul de date este activ pe durata

fazei de transfer a datelor;� două tipuri de transmisii date:

� de volum (de ex. facsimil, teletex, transfer de fişiere) - sunt caracterizate de o activitate intensă a terminalului;

� date în rafale (de ex. comunicaţii start-stop între terminal şi calculator, telemetrie) - prezintă o activitate redusă în timpul apelului;

� IDN pentru transfer de date utilizează comutaţia de circuite sau comutaţia de pachete;


Telefonie 17

IDN de date

� IDN cu comutaţie de circuite sunt proiectate conform aceloraşi principii ca acelea utilizate pentru aplicaţii de telefonie;� Sunt utilizate în special în cazul comunicaţiilor sincrone ;� Se utilizează tehnici de multiplexare TDM pentru a intercala

canale de viteză mai mică;� schema reţelei similară cu cea a IDN telefonic (ex. : reţeaua telex);� debitele utilizate de regulă sunt 2.4, 4.8, 9.6, 19.2, 48, 56 şi 64kbps pe

legătura DTE (“Data Terminal Equipment”) – DCE (“Data Communication Equipment”) şi 64kbps sau multiplii pe legăturile de trunchi;

� IDN cu comutaţie de pachete – variantă a tehnicilor de comutaţie de mesaje; � Datele sunt asamblată în mesaje scurte (pachete);� Se utilizează o multiplexare statistică (SM) a pachetelor de date

pe legături de transmisie digitală – rată de 64kbps sau multiplii;An universitar 2015 – 2016Semestrul II

Telefonie 18

IDN de date� Comutaţia de pachete funcţionează pe baza principiului

memorează şi expediază;� comutatoarele sunt unităţi de prelucrare cu program memorat;� utilizatorii pot comunica prin:

� pachete de date unice (DG) – fiecare pachet este trimis pe o cale separată;� stabilirea unui apel bidirecţional implicând pachete de date multiple (apel virtual)

– mai multe pachete sunt trimise pe aceeaşi cale;

� spre deosebire de comutaţia de circuite nu este necesară stabilirea unui circuit sau canal care să transporte datele;

� se asigură o flexibilitate mult mai ridicată şi o exploatare mai bună a resurselorde reţea în condiţii de trafic variabil;

� stabilirea circuitelor virtuale se realizează cu pachete de control speciale (au acelaşi format ca şi pachetele de date şi utilizează aceleaşi resurse);� este necesară alocarea/rezervarea unor resurse de transmisie pentru a se

asigura continuitatea circuitului virtual;

� se permite o supraîncărcare mai redusă a reţelei (antetul pachetelor conţine numere scurte de canale logice în locul adreselor DTE din cazul DG);

� se minimizează probabilitatea de furnizare în altă ordine a pachetelor unui apel;


Telefonie 19

IDN de date

� Schema de principiu a unei reţele IDN de date;


Telefonie 20

DTE - mod

non-pachet

DTE - mod

pachetDCE

DCEDTE - mod

pachet

PAD

SM

-

.

.

-

-

.

.

-

PSE

PSE

PSE

PSE

NMC

intefaţă

terminal-abonat buclă

abonat

interfaţă

distantă

interfaţă

distantă

legături

trunchi

legături

trunchi

buclă

abonat

intefaţă

terminal-abonat

centrală cu

comutaţie de

pachete

centru managemet

reţea

DCE

PAD – asamblare/dezasamblare pachete

SM – multiplexor statistic

Reţele ISDN

� ISDN (“Integrated Services Digital Network”) – reţea digitală cu servicii integrate;� este cerută de apariţia de noi servicii de comunicaţii;

� O reţea ISDN este caracterizată de trei aspecte principale:� 1. conectivitate digitală cap la cap;� 2. capacitate de multiserviciu (voce, date, video);� 3. interfeţe standard;

� se asigură o multitudine de moduri de comunicaţie digitală, administrare unică şi un set limitat de interfeţe standard utilizator.

� O reţea ISDN se bazează în general pe reţeaua IDN telefonică de 64kbps, incluzând echipamentele de buclă digitală de abonat;


Telefonie 21

Reţele ISDN� În evoluţia spre ISDN se pot distinge trei etape:

� arhitectură ISDN timpurie pentru posibilităţi de voce şi date;� se bazează pe canale de tip B (64kbps);

� canale de date, tipic voce PCM;

� şi canale D utilizate pentru;� informaţii de semnalizare (control comutare pe canale B);� telemetrie;� date în rafale

de debit mic.


Telefonie 22

TERMINAL ISDN

CENTRALĂ LOCALĂ

PROVIDERSERVICII

CENTRALĂ LOCALĂ

Canal B

Canal D

Canal B

Canal DCanale B

Canale BFacilităţi bazate pe

comutaţia circuitelor

Facilităţi de

semnalizare cu canal

comun

Facilităţi bazate pe

comutaţia

pachetelor

Semnalizare

abonat - reţea

Semnalizare

abonat - reţea

Semnalizare utilizator – utilizator (cap la cap)

Reţele ISDN

� Arhitecturi ISDN avansate pentru voce şi date;


Telefonie 23

TERMINAL ISDN

CENTRALĂ LOCALĂ

PROVIDERSERVICII

CENTRALĂ LOCALĂ

Canal D

Canal B

Canal DCanale de

viteză mare

Semnalizare

abonat - reţea

Semnalizare

abonat - reţea

Canale de

viteză mare

Canal B Facilităţi integrate

de comutarea

pachetelor

Reţea locală de

calculatoare

Canale de

viteză mare

Semnalizare utilizator – utilizator (cap la cap)

Reţele ISDN

� Arhitecturi ISDN cu capacitate de bandă largă;


Telefonie 24


comutaţia pachetelor


comutaţia circuitelor

Facilităţi de comutaţie

de bandă largă

Furnizor

servicii video

RSU

NBS

WBS

buclă analogică

buclă digitală

buclă

digitală

pe fibră

conexiune

fibră optică

centrală

locală

unitate

comutaţie

distantă

voce

voce

date

voce

date

video

RSU – unitate de comutaţie distantă

NBS – sistem de comutaţie de bandă îngustă

WBS – sistem de comutaţie de bandă largă

Reţele ISDN� Structura de bază a unei centrale ISDN de bandă îngustă;


Telefonie 25

Reţea de

comutaţie

digitală

Modul de control cu program stocat

Unitate de gestionare

trunchiuri (Interfaţă semnalizare

între centrale)

NT Circuit de linie ISDN

Circuit de

linie analogică

comutaţie

A/D

Staţie de lucru ISDN

Unitate de

acces abonat

Interfaţă digitală internă

de comunicaţie

Interfaţă digitală internă

de semnalizare

Centrală cu comutaţie digitală

Ramă de distribuţie principală

Ramă de distribuţie digitală

Telefon ISDN

Computer Terminator de

reţea 1

S/T U

Punct de acces serviciu ISDN

Linie ISDN

Canale 2B + D

Trunchi digital multiplex

Trunchi digital multiplex

Interfeţe de trunchi multiplex

De la/către

centrale

Linie analogică Telefon

analogic

Interfaţă de

linie ISDN

Interfaţă de

linie analogică

Punct de acces serviciu analogic

Reţele ISDN� Unitatea de acces dintr-o centrală locală cu facilităţi ISDN;


Telefonie 26

NT

NT

Circuit de linie

ISDN

Circuit de linie

ISDN

Circuit de linie

analogică A/D

Circuit de linie

analogică A/D

Interfaţă magistrală

de test ISDN

Interfaţă

legătură PCM

Generator

tonuri

Interfaţă magistrală

de test analogică

Generator

semnal apel

Controler

unitate

de acces

Pereche torsadată

Pereche torsadată

Pereche torsadată

Pereche torsadată

1

1

Sd

Sa

Cadru de

distribuţie/repartitor

Unitate de acces abonat

Magistrală de test ISDN

Magistrală de test analogică

Magistrală semnal apel

Magistrală PCM

Magistrală de control

Legătură de semnalizare

pentru Sistemul de Test

Legătură PCM pentru

Reţeaua de Comutaţie


pentru Sistemul de Test


pentru Sistemul de Control

Conexiuni

BRA ISDN

Conexiuni

analogice

Definiţii utile în telefonia clasică� 1. Canalul (calea) de transmisie;

� Ansamblu de mijloace necesare pentru a asigura transmisia semnalelor într-un singur sens între două puncte;� mai multe canale pot fi multiplexate;� un canal digital este oferit la debitul binar de 64 kbps pe o legătură digitală;

� 2. Secţiune de circuit;� Cuprinde două canale digitale, câte una pe fiecare sens de

transmisie;� Este delimitată de două puncte consecutive în care se efectuează o

conversie temporală;

� 3. Circuitul;� Ansamblul a două canale care asigură, între două puncte, o

transmisie în ambele sensuri;� Notă : În telefonie termenul de „circuit” este sinonim cu „circuit de telecomunicaţii”

care leagă direct două centrale de comutaţie;An universitar 2015 – 2016Semestrul II

Telefonie 27

Definiţii utile în telefonia clasică

� 4. Legătură digitală (Traseu digital);� Legătura digitală este un ansamblu de mijloace care permite să

se emită şi să se recepţioneze un semnal digital cu debit binar specificat între două repartitoare digitale (sau echivalentul lor);

� 5. Secţiune digitală� Secţiunea digitală este un ansamblu de mijloace care permite

să se emită şi să se recepţioneze un semnal digital cu debit binar specificat între două repartitoare digitale consecutive;

� 6. Secţiune digitală de linie� Secţiunea digitală de linie constă din două echipamente

terminale de linie consecutive, suportul de transmisie care le leagă şi cablajul intern al staţiilor între acestea şi repartitoarele digitale respective (sau echivalentul lor);


Telefonie 28

Definiţii utile în telefonia clasică� 7. Legătură digitală de linie

� Este constituită din două sau mai multe secţiuni digitale de linie interconectate în tandem cu acelaşi debitul binar pe toată lungimea traseului liniei între două repartitoare digitale terminale (sau echivalentul lor);

� 8. Bloc digital:� Ansamblu constituit dintr-o legătură digitală şi echipamentele de

multiplexare digitale care îi sunt asociate;

� 9. Bloc primar:� Blocul primar este un grup de bază PCM, asamblat prin multiplexarea în

timp;� Bloc primar „µ” – grup de bază PCM care provine dintr-un multiplex PCM de

1544kbps (24 canale);� Bloc primar „A” – grup de bază PCM care provine dintr-un multiplex PCM de

2048kbps (32 canale);


Telefonie 29

Definiţii utile în telefonia clasică� 10. Repartitor digital:

� Este o ramă unde sunt efectuate interconectările dintre ieşirile şi intrările digitale ale echipamentelor interconectate;


Telefonie 30

Interval de timp

corespunzător

unui debit de

64kbps

Interval de timp

corespunzător

unui debit de

64kbps

Legătură digitală de ordin n

Canal digital

Semnal digital cu

debit de 64kbps

Secţiune digitală de

64kbps

Secţiune digitală de ordin n

MUX

PCM

MUX

PCM

Canale voce Canale voce

Bloc digital de ordinul 1

Legătură digitală de ordinul 1

Către sisteme de multiplexare de ordin superior

Definiţii utile în telefonia clasică


Telefonie 31

Sistem de transmisie de 64kbps

(de ex. perechi de fire torsate)

Echipamen de

transmisie

Sistem de transmisie de 64kbps (de ex. perechi de fire torsate)

Sistem de transmisie de ordinul 1 (de ex. perechi de fire torsate)

Sistem de transmisie de ordinul n

(de ex. de ex.) fibră optică) radio releu)

Secţiune digitală

de 64 kbps Secţiune digitală de 64 kbps

Legătură digitală de 64 kbps

Secţiune digitală

de 64 kbps

Secţiune digitală de linie de 64 kbps

Secţiune digitală de linie de 64

kbps



Bloc digital de ordinul n

Secţiune digitală

de linie de ord. n

Secţiune digitală

radio de ord. n Secţiune digitală de linie de ord. 1

Secţiune digitală de linie de ord. 1

Secţiune digitală de ord. 1

Secţiune digitală de ord. 1 Secţiune digitală de ord. 1

Legătură digitală de ord. 1

Legătură digitală de ord. 2

Legătură digitală de ord. n

nivel de

64 kbps

ordinul 1

ordinul 2

ordinul n

sisteme de transmisie

Echipament de transmisie

Repartitor

digital

Echipament de multiplexare/demultiplexare

Aspecte generale. Defini ţii.users.utcluj.ro/~dtl/TF/Cursuri/Curs_1.pdf · un canal de transmisie...

Documents

Transcript of Aspecte generale. Defini ţii.users.utcluj.ro/~dtl/TF/Cursuri/Curs_1.pdf · un canal de transmisie...